Đặt vấn đề Đất phèn Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) chia thành 4 vùng sinh thái: Bán đảo Cà Mau-BĐCM, trũng Sông Hậu-TSH, Tứ giác Long Xuyên-TGLX, và Đồng Tháp Mười-ĐTM (Xuan and Matsui, 1998). Ở ĐBSCL trước những năm 1980 có nhiều chương trình, dự án của các tỉnh tiến hành khảo sát và xây dựng bản đồ thổ nhưỡng, kèm theo bộ số liệu phân tích tính chất lý, hóa học phẫu diện đất. Các chương trình nghiên cứu đất của nhà nước như (02-15; 02-11; và 60-02), hợp tác quốc tế (Việt-Hà Lan, Việt-Bỉ) và còn nhiều chương trình khác. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của hoạt động cải tạo và sử dụng sau nhiều năm, hình thái và tính chất lý hóa học đất của đất phèn có thể bị biến đổi, việc đánh giá khả năng thay đổi trên căn cứ vào kết quả khảo sát các phẫu diện đất phèn điển hình ở ĐBSCL từ hội nghị đất phèn thế giới tổ chức ở TP.
Hồ Chí Minh năm 1992. Nghiên cứu khả năng thay đổi hình thái và các tính chất của đất phèn sẽ giúp ích cho việc khai thác và sử dụng đất phèn hợp lý hơn. Phần lớn diện tích đất phèn trồng lúa, có pH thấp, độc tố sắt, nhôm cao là yếu tố giới hạn năng suất lúa (Paul et al., 2010; Qurban et al., 2015) do những độc tố Fe2+, Al3+ cố định lân làm cây khó hấp thu (Afzal et al. Một trong những biện pháp phổ biến sử dụng cải thiện pH đất là bón vôi (Panhwar et al., 2014; Elisa et al., 2014), do đó ảnh hưởng đến khả năng tích lũy can xi và magiê trong cây.
Gần đây, một số nghiên cứu về cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa dựa trên nguyên lý bón phân theo địa điểm chuyên biệt (Site specific nutrient management-SSNM) ở ĐBSCL đã được thực hiện để đưa ra những khuyến cáo về phân bón (Son et al., 2004; Tân, 2005; Khương, 2005; Khương và ctv. Các nghiên cứu trên chỉ tập trung trên đất phù sa là chính và trên đất phèn chỉ đánh giá dựa trên các biểu hiện sinh trưởng (Khương và ctv. Bên cạnh đó một số nghiên cứu cho thấy bón hoạt chất tăng độ hữu dụng của lân trên đất trồng bắp, đậu nành (Murphy and Sanders, 2007) và tăng hấp thu lân (Wiatrak, 2013). Đồng thời những phát triển gần đây về chất phụ gia đã đem lại hiệu quả sử dụng phân lân cao với kết quả tăng năng suất cây trồng (Gordon, 2007; Hopkins et al.
Một số nghiên cứu khác sử dụng chất phụ gia Avail@ polymer hay gọi là hoạt chất (Dicarboxylic Acid Polymer-DCAP) bọc lên hạt phân lân dạng DAP giúp bảo vệ nguyên tố trong hạt phân DAP hạn chế bị cố định bởi độc tố sắt, nhôm trong điều kiện pH thấp và canxi, magiê trong điều kiện pH đất cao. Kết quả cho thấy rằng bón lân phối trộn Avail làm gia tăng hiệu quả sử dụng lân và tăng năng suất một số cây trồng (Dunn and Stevens, 2008; Mooso et al. Một điều được công nhận rộng rãi dù trong điều kiện tốt nhất chỉ có từ (5-25%) lượng phân lân bón vào đất được cây trồng hấp thu trong năm đầu. Do đó, về mặt phản ứng hóa học của phân lân nên dẫn đến hiệu quả sử dụng 1 phân lân của cây trồng thấp.
Kỹ thuật polymer được xác nhận là giúp tăng hiệu quả kinh tế khi bón phân cho lúa trên đất phèn (Sanders et al. Vì vậy, việc đánh giá sự thay đổi về hình thái, tính biến động về chất lượng của đất phèn, khả năng cung cấp dưỡng chất cây trồng trên đất phèn cần được quan tâm để kịp thời đưa ra các giải pháp cải tạo, khai thác hợp lý, nhằm nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế và không làm tác động xấu đến môi trường đất, nước tại chỗ và những vùng lân cận. Từ các vấn đề nêu trên, luận án: “Đánh giá sự thay đổi hình thái phẫu diện, tính chất hóa học đất và khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long” cần được nghiên cứu.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu nhằm đánh giá sự biến đổi về hình thái phẫu diện đất, các tính chất của đất phèn và xác định nhu cầu dưỡng chất NPK cho cây lúa trên đất phèn ở ĐBSCL.2 Mục tiêu cụ thể Luận án giải quyết các mục tiêu cụ thể sau: Đánh giá sự thay đổi hình thái phẫu diện và tính chất hóa học đất phèn ĐBSCL sau thời gian 20 năm canh tác. Xác định khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn điển hình ở ĐBSCL.
Xác định hiệu quả sử dụng phân lân dạng DAP phối trộn Avail cho lúa trên đất phèn ĐBSCL 1.3 Nội dung nghiên cứu Để đáp ứng mục tiêu, luận án tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: Nội dung 1: Xác định sự thay đổi hình thái phẫu diện và tính chất hóa học đất phèn ĐBSCL sau 20 năm canh tác. Nội dung 2: Xác định khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn điển hình ở ĐBSCL. Nội dung 3: Xác định hiệu quả sử dụng phân lân dạng DAP phối trộn Avail cho lúa trên đất phèn ĐBSCL.4 Ý nghĩa của luận án 1.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu được công bố từ luận án đã cung cấp thông tin về sự thay đổi hình thái và đặc tính hóa học đất sau thời gian hơn 20 năm canh tác. 2 Áp dụng biện pháp bón phân theo lô khuyết nhằm xác định khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K từ đất và khả năng đáp ứng năng suất lúa bởi các dưỡng chất N, P và K tại từng điểm thí nghiệm trên đất phèn.
Kết quả thí nghiệm bón phân lân dạng DAP phối trộn Avail nhằm xác định hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn bằng hoạt chất Avail polymer. Đây là nguồn tài liệu quý phục vụ cho công tác nghiên cứu, học tập và giảng dạy.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu đã xác định được sự thay đổi về mặt hình thái và đặc tính hóa học của 05 phẫu diện đất phèn, tuy nhiên phân loại đất dựa theo tầng chẩn đoán và đặc tính chẩn đoán của FAO – WRB tên đất không thay đổi sau 20 năm canh tác. Cho biết được khả năng cung cấp dưỡng chất N, P và K từ đất cho lúa vụ HT và ĐX tại 04 điểm thí nghiệm đại diện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL Cho thấy bón phân lân dạng DAP phối trộn hoạt chất Avail polymer chỉ đạt hiệu quả cho lúa ở 01 địa điểm thuộc loại đất phèn nặng.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu - Hình thái phẫu diện và tính chất hóa học của 05 vị trí đất phèn điển hình ở ĐBSCL là (Hồng Dân - Bạc Liêu; Phụng Hiệp – Hậu Giang; Tân Thạnh – Long An; Thạnh Hóa – Long An; Tân Phước – Tiền Giang) - Hiệu suất sử dụng phân bón NPK cho lúa trên đất phèn - Hiệu quả của phân lân dạng DAP bọc Avail polymer cho lúa trên đất phèn.
- Giống lúa cao sản OM5451, có thời gian sinh trưởng ngắn 88-95 ngày, có tính chịu phèn cao. Phạm vi nghiên cứu + Về mặt không gian Dựa theo tài liệu hướng dẫn khảo sát thực địa trong hội thảo đất phèn thế giới lần 4 tổ chức tại TP. Hồ Chí Minh năm 1992 (The Fourth International Symposium on Acid Sulfate Soils in Ho Chi Minh city, 1992 - 4th_ISSASS), nghiên cứu đã chọn lựa ra được 05 hình thái phẫu diện đất phèn điển hình ở ĐBSCL là (Hồng Dân - Bạc Liêu; Phụng Hiệp – Hậu Giang; Tân Thạnh – Long An; Thạnh Hóa – Long An; Tân Phước – Tiền Giang) và tiến hành khảo sát lại hình thái, tính chất hóa học đất theo tầng phát sinh của từng phẫu diện. Trong nghiên cứu của luận án chỉ thực hiện đại diện được 03 vùng sinh thái đất phèn vùng Bán Đảo Cà Mau-BĐCM; Trũng Sông Hậu-TSH; Đồng Tháp Mười- 3 ĐTM, đối với vùng Tứ Giác Long Xuyên-TGLX không nghiên cứu được do không có hình thái phẫu diện đất và số liệu phân tích đất trong nghiên cứu năm 1992.
Nghiên cứu đã bố trí song song 04 thí nghiệm đồng ruộng về khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K và đồng thời đánh giá hiệu quả của Avail cho lúa đại điện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL. Thí nghiệm được tài trợ từ đề tài nghiên cứu sử dụng hợp lý đất phèn ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu (BĐKH 57, năm 2014-2015), do kết hợp với dự án nên địa điểm bố trí thí nghiệm đồng ruộng đã được xác định bởi Hội Đồng duyệt đề cương cấp Nhà nước thống nhất thông qua (bốn địa điểm thí nghiệm đại diện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL gồm: Bán đảo Cà Mau, Trũng Sông Hậu, Tứ giác Long Xuyên và Đồng Tháp Mười “bố trí bổ sung thí nghiệm tại TGLX không tương quan với hình thái phẫu diện đất phèn nhưng đây là tài liệu làm cơ sở cho các nghiên cứu đầy đủ 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL về sau”). + Về mặt thời gian Khảo sát, đánh giá sự thay đổi hình thái phẫu diện và tính chất hóa học của 05 phẫu diện đất phèn ĐBSCL được thực hiện ở hai thời điểm: (i) Hội thảo đất phèn thế giới tổ chức ở TP. Hồ Chí Minh năm 1992; so với (ii) Đề tài nghiên cứu sử dụng hợp lý đất phèn ĐBSCL thích ứng với biến đổi khí hậu (BĐKH 57) thực hiện năm (2014-2015).
- Khảo sát khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K và hiệu quả của phân lân dạng DAP phối trộn với hoạt chất Avail bón cho lúa vụ Hè Thu 2014 và Đông Xuân (2014 - 2015). Những điểm mới của luận án Xác định được mức độ thay đổi về hình thái của đất phèn ĐBSCL sau thời gian hơn 20 năm sử dụng đất. Đánh giá được sự thay đổi về tính chất hóa học của 05 phẫu diện đất phèn điển hình tại ĐBSCL sau thời gian hơn 20 năm canh tác. Xác định được khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K từ đất và khả năng đáp ứng năng suất lúa bởi dưỡng chất N, P và K tại các điểm thí nghiệm đại diện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL.
Đánh giá được hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn có sự phối trộn bởi hoạt chất Avail polymer. 4 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan nghiên cứu về đất phèn 2.1 Khái niệm đất phèn Đất phèn (Acid sulphate soils) là loại đất có chứa vật liệu sinh phèn (pyrite) do kết quả của các tiến trình sinh hóa xảy ra trong đất dẫn đến lượng acid sulfuric được tạo thành làm cho các đặc tính chủ yếu của đất ảnh hưởng lâu dài (Pons, 1973).